在城市排水体系中，智慧排水平台是 “大脑中枢”，负责全域排水数据的整合与决策；泵站调度系统是 “执行手脚”，承担着管网水位调控、雨水抽排、污水输送的核心任务。二者的自动协同，是解决城市内涝、提升排水效率、降低能耗的关键。传统模式下，平台与泵站系统多为独立运行，依赖人工指令传递，存在响应滞后、调度粗放、资源浪费等问题。而通过标准化数据接口、智能算法模型、场景化联动规则的构建，可实现二者从 “被动衔接” 到 “主动协同” 的升级，让排水调度更精准、更高效、更智能。

一、协同基础：打破数据壁垒，构建全域信息互通体系

智慧排水平台与泵站调度系统的自动协同，首要前提是实现数据的实时互通与深度融合，让 “大脑” 能精准感知 “手脚” 状态，“手脚” 能清晰接收 “大脑” 指令。

（一）标准化数据接口：打通跨系统通信通道

二者协同的核心技术支撑是统一的数据交互协议与接口设计。智慧排水平台需兼容泵站调度系统常用的工业协议（如 Modbus RTU/TCP、Profinet、OPC UA），同时遵循市政排水领域标准（如 HJ 212-2017《污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》），构建双向数据传输通道：

上行数据：泵站调度系统实时上传设备运行状态（水泵启停状态、电机电流 / 电压、轴承温度）、工艺参数（进水水位、出水压力、流量、格栅机运行频率）、故障报警信息（过载、缺相、渗漏）至智慧排水平台，数据更新频率可根据需求设定（常规参数 10 秒 / 次，关键报警信息毫秒级推送）。

下行指令：智慧排水平台根据全域排水数据决策后，向泵站调度系统下发控制指令（如水泵启停数量、运行频率调整、格栅机清污周期），指令需包含唯一标识、执行时间、参数阈值等信息，确保泵站系统精准执行。

例如，某城市采用 OPC UA 协议实现二者对接，泵站的 4 台排水泵运行数据（电流、转速、出水量）通过边缘网关实时传输至智慧排水平台，平台下发的频率调整指令（如从 50Hz 降至 45Hz）可在 1 秒内同步至泵站 PLC 控制系统，指令执行结果反馈延迟≤2 秒，实现数据 “上传 - 决策 - 下达 - 反馈” 的闭环流转。

（二）数据融合处理：构建全域排水数字孪生

智慧排水平台需对多源数据进行整合分析，为泵站调度提供全局视角：

基础数据融合：将泵站的地理位置、设计参数（设计流量、扬程、水泵型号）、管网拓扑（泵站服务范围、上下游管径、检查井位置）等静态数据，与实时运行数据关联，构建泵站 - 管网一体化数字模型。

动态数据联动：结合智慧排水平台采集的管网液位、降雨量、内涝风险点、污水浓度等数据，与泵站运行数据进行关联分析。例如，当平台监测到泵站上游 3 公里处管网液位超警戒值（DN800 管网液位≥2.5m），且未来 1 小时降雨量预测达 20mm，可提前预判泵站进水负荷将增长，为调度决策提供依据。

历史数据赋能：通过平台存储的历史运行数据（如近 3 年暴雨期泵站运行记录、同期管网液位变化），建立泵站负荷与降雨强度、管网液位的关联模型，提升调度决策的预见性。

二、协同核心：智能算法驱动，实现动态精准调度

智慧排水平台与泵站调度系统的自动协同，关键在于依托智能算法，将全域数据转化为最优调度策略，实现 “按需调度、节能高效”。

（一）常规工况：基于负荷匹配的自适应调度

在晴天或小雨等常规工况下，核心目标是平衡排水效率与能耗，通过算法实现泵站运行参数的自适应调整：

流量 - 负荷匹配算法：智慧排水平台实时监测泵站进水流量与服务区域污水产生量，结合管网液位数据，计算最优水泵运行数量与频率。例如，当进水流量从 800m³/h 降至 500m³/h，平台通过算法判断需将 4 台运行水泵减少至 2 台，同时将运行频率从 50Hz 降至 42Hz，确保泵站出水压力稳定（维持 0.3MPa），避免 “大马拉小车” 导致的能耗浪费。

能耗优化算法：针对多台水泵并联运行场景，平台通过分析单台水泵的效率曲线（流量 - 扬程 - 功率关系），选择效率最高的水泵组合。例如，某泵站配备 3 台不同型号水泵（1# 泵额定流量 300m³/h、2# 泵 400m³/h、3# 泵 500m³/h），当进水流量为 700m³/h 时，算法通过对比能耗数据，选择 2# 泵（400m³/h）+1# 泵（300m³/h）组合，比单独运行 3# 泵（500m³/h）+1# 泵（300m³/h）方案节能 15%。

某工业园区通过该模式，泵站日均能耗从 2800kWh 降至 2200kWh，年节约电费约 21 万元，同时保障了管网液位稳定（波动范围≤0.2m）。

（二）暴雨工况：基于风险预判的应急协同调度

暴雨天气是排水系统的 “大考”，此时二者需以 “防内涝、保安全” 为核心，实现应急联动：

雨情 - 水情联动预判：智慧排水平台整合气象部门的短时降雨预报（未来 1-3 小时降雨量、降雨强度）、管网液位监测数据（重点路段、低洼区域液位）、内涝风险点数据，通过水文模型计算泵站未来 2 小时的进水负荷增长趋势。例如，当平台预测未来 1 小时降雨量达 50mm，上游管网液位将在 1 小时内从 1.8m 升至 3.2m（超警戒值 0.7m），立即向泵站调度系统下发 “应急预启动” 指令。

泵站群协同调度：对于多泵站联网运行场景，平台通过全局优化算法，协调各泵站的运行策略。例如，城市东部片区有 3 座雨水泵站（A、B、C），暴雨时 A 泵站上游液位骤升，平台可指令 B、C 泵站提前提升抽排能力（增加 1 台水泵运行），分流 A 泵站的排水压力，避免局部管网过载导致内涝。

故障应急联动：若泵站出现设备故障（如某台水泵过载停机），泵站调度系统立即向平台推送报警信息，平台结合周边泵站运行状态与管网液位，快速制定替代方案。例如，A 泵站 1# 泵故障后，平台指令下游 D 泵站将运行频率从 45Hz 提升至 50Hz，同时关闭 A 泵站上游部分雨水篦子的进水阀门，减缓 A 泵站进水速度，直至故障修复。

某省会城市通过该协同模式，在 2023 年台风 “杜苏芮” 期间，泵站应急响应时间从传统的 30 分钟缩短至 5 分钟，市区内涝点数量较往年同期减少 60%，积水消退时间平均缩短 2 小时。

（三）特殊工况：基于工艺需求的定制化协同

针对工业废水输送、初期雨水处理等特殊场景，二者需结合工艺特性实现定制化协同：

工业废水输送：智慧排水平台监测工业园区废水浓度（如 COD、氨氮）与流量变化，当浓度超标（如 COD＞500mg/L）时，向泵站调度系统下发 “降频运行” 指令，减缓废水输送速度，同时联动下游污水处理厂调整处理工艺（如增加药剂投加量），避免高浓度废水冲击处理系统。

初期雨水处理：初期雨水含大量污染物（如悬浮物、油脂），平台通过监测降雨初期的雨水浊度数据（浊度＞100NTU），指令泵站启动 “限流 - 暂存” 模式：降低水泵运行频率，将部分初期雨水暂存于泵站调节池，待降雨后期雨水浊度降至 50NTU 以下，再恢复正常抽排，减少污染物进入河道。

三、协同保障：机制与技术双管齐下，确保稳定运行

（一）分级权限与安全防护

权限管理：建立 “平台管理员 - 泵站运维员 - 系统观察员” 三级权限体系，不同角色仅能操作对应功能（如管理员可下发所有指令，运维员仅能查看数据与处理 minor 故障），避免误操作导致的系统风险。

数据安全：对数据传输过程采用加密处理（如 SSL/TLS 协议），防止数据被窃取或篡改；平台与泵站系统均部署防火墙与入侵检测系统，抵御网络攻击；定期备份数据（本地 + 云端双备份），确保故障后数据可恢复。

（二）调试与运维机制

联调测试：系统上线前，需进行全场景联调（常规工况、暴雨工况、故障模拟），验证数据传输稳定性、指令执行准确性、算法决策合理性。例如，模拟泵站 1 台水泵故障，测试平台是否能在 10 秒内接收报警信息，并在 30 秒内制定出替代调度方案。

常态化运维：定期对数据接口、算法模型、设备状态进行巡检维护。例如，每月检查 OPC UA 接口的通信稳定性，每季度校准水文模型参数，每年对泵站 PLC 系统进行固件升级，确保协同机制长期可靠运行。

（三）应急备用方案

为应对极端情况（如平台服务器故障、网络中断），需设置应急备用方案：

本地备用模式：泵站调度系统内置 “本地应急调度程序”，当与平台通信中断超过 1 分钟，自动切换至本地模式，根据泵站进水液位与预设阈值（如液位≥3.0m 时启动全部水泵）进行调度，避免完全依赖平台导致的瘫痪风险。

人工应急通道：平台与泵站均预留人工操作接口，当自动协同系统故障时，运维人员可通过手动输入指令（如现场操作泵站控制柜、远程登录平台下发紧急指令），保障基本排水功能。

结语：以协同赋能，构建智慧排水新生态

智慧排水平台与泵站调度系统的自动协同，是智慧排水建设的核心环节。通过数据互通打破信息孤岛，依托智能算法实现精准调度，结合完善的保障机制确保稳定运行，可大幅提升城市排水系统的应急响应能力、资源利用效率与安全保障水平。未来，随着 AI 算法的迭代（如引入强化学习优化调度策略）、数字孪生技术的深化（构建全流域实时模拟模型），二者的协同将更具预见性与智能化，为城市抵御内涝灾害、保护水环境、实现 “海绵城市” 建设目标提供坚实支撑。